能量之源——光與光合作用生物備課組趙柱明2013年春期聯(lián)考復(fù)習(xí)主干知識(shí)整合【基礎(chǔ)梳理】一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1、葉綠素（約占3/4）包括：葉綠素a（色）、葉綠素b（色），主要吸收。2、類(lèi)胡蘿卜素（約占1/4）包括：胡蘿卜素（色）、葉黃素（黃色），主要吸收。3、葉綠體：一般呈扁平的橢球形或球形，外表有膜，內(nèi)部有許多，由類(lèi)囊體堆疊而成。吸收光能的色素分布在上，與光合作用有關(guān)的酶分布在類(lèi)囊體的薄膜上和基粒之間的內(nèi)。4、葉綠體的功能：場(chǎng)所。藍(lán)綠黃綠藍(lán)紫光和紅光橙黃藍(lán)紫光雙層基粒類(lèi)囊體薄膜基質(zhì)光合作用【深化拓展】1、葉綠體中的色素（教材99頁(yè)）特別提醒：（1）葉綠體中的色素只吸收可見(jiàn)光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。（2）葉綠素對(duì)紅紫光和藍(lán)紫光的吸收量大，類(lèi)胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大，但對(duì)其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。2、不同顏色溫室大棚的光合效率（1）無(wú)色透明大棚日光中各色光均能透過(guò)，有色大棚主要透過(guò)同色光，其他光被其吸收，所以用無(wú)色透明的大棚光合效率最高。（2）葉綠素對(duì)綠光吸收最少，因此綠色塑料大棚光合效率最低。2、葉綠體功能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象水綿+好氧細(xì)菌極細(xì)光束照射好氧細(xì)菌集中于葉綠體被光照射到的部位完全曝光好氧細(xì)菌分布于葉綠體所以受光部位（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論a、葉綠體是光合作用的場(chǎng)所b、氧氣是由葉綠體釋放的。（3）實(shí)驗(yàn)分析本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處在于：a、選擇水綿作實(shí)驗(yàn)材料，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便與觀察；用好氧細(xì)菌確定氧氣釋放的部位，便于觀察。b、沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾。c、設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，自變量為光照（照光處與不照光處、黑暗與完全曝光），因變量是好氧細(xì)菌的分布。下圖表示葉綠體色素吸收光能的情況。根據(jù)此圖并結(jié)合所學(xué)知識(shí)，以下說(shuō)法中正確的是①少數(shù)特殊狀態(tài)下的葉綠素a對(duì)420nm、670nm光的轉(zhuǎn)換率較高②在晚間用大約550nm波長(zhǎng)的綠光照射行道樹(shù)，目的是通過(guò)植物光合作用以增加夜間空氣中的氧氣濃度③據(jù)圖可知，用白光中450nm左右波長(zhǎng)的光比白光更有利于提高光合作用強(qiáng)度．④在層析液中，類(lèi)胡蘿卜素的溶解度大于葉綠素⑤土壤中缺乏鎂時(shí)，420nm~470nm左右波長(zhǎng)的光的利用量顯著減少，且鎂在老葉中的利用量比新葉中顯著減少⑥由550nm波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)為670nm波長(zhǎng)的光后，葉綠體中C3的量減少答案：①④⑤⑥對(duì)點(diǎn)突破二、光合作用的探究歷程及過(guò)程【基礎(chǔ)梳理】1、探索歷程科學(xué)家實(shí)驗(yàn)結(jié)論或觀點(diǎn)普利斯特里英格豪斯梅耶薩克斯魯賓和卡門(mén)植物可以更新空氣只有在陽(yáng)光下，植物才更新空氣光合作用把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能光合作用的產(chǎn)物除氧氣外，還有淀粉光合作用釋放的氧氣來(lái)自于水2、總反應(yīng)式：CO2+H20(CH2O)+02

光能（動(dòng)力）葉綠體（場(chǎng)所）原料產(chǎn)物6CO2+12H2OC6H1206+6H20+6023、過(guò)程比較光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)所條件光、、酶等酶等物質(zhì)變化①2H20②ADP+Pi+能量ATP①C5+C022C3

②2C3+[H]能量變化聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi光酶酶酶、ATP光能活躍的化學(xué)能穩(wěn)定的化學(xué)能酶葉綠體類(lèi)囊體薄膜葉綠體基質(zhì)酶4[H]+O2(CH2O)+C5[H]和ATP色素分子可見(jiàn)光C52C3ADP+PiATPH2OO2[H]酶酶

（CH2O）CO2吸收光解固定還原酶光反應(yīng)暗反應(yīng)光合作用的過(guò)程深化拓展1、反應(yīng)式及元素的去向CO2+H20(CH2O)+02光能葉綠體（1）氧元素

H20O2

CO2(CH2O)（2）碳元素：CO2C3(CH2O)（3）氫元素：H20[H](CH2O)2、光合作用條件驟變時(shí)物質(zhì)的量的分析條件首先變化的物質(zhì)隨后變化的物質(zhì)CO2供應(yīng)不變，突然光照CO2供應(yīng)不變，停止光照光照不變，CO2供應(yīng)增加光照不變，CO2供應(yīng)停止[H]、ATP增加C3減少，C5增加[H]、ATP減少C3增加，C5減少C3增加，C5減少[H]、ATP減少C3減少，C5增加[H]、ATP增加【特別提醒】1、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供兩種重要的物質(zhì)：[H]和ATP，[H]既作還原劑又可提供能量；暗反應(yīng)為光反應(yīng)也提供兩種物質(zhì)：ADP和Pi，注意產(chǎn)生的位置和移動(dòng)方向，說(shuō)明[H]實(shí)際上是NADPH。2、沒(méi)有光反應(yīng)，暗反應(yīng)就無(wú)法進(jìn)行，所以晚上植物只進(jìn)行呼吸作用，不進(jìn)行光合作用；沒(méi)有暗反應(yīng)，有機(jī)物無(wú)法合成，生命活動(dòng)也不能持續(xù)進(jìn)行。3、色素只存在于光反應(yīng)部位——葉綠體類(lèi)囊體薄膜上，但光反應(yīng)和暗反應(yīng)都需要酶參與，所以與光合作用有關(guān)的酶存在于兩個(gè)部位——葉綠體類(lèi)囊體薄膜上和葉綠體基質(zhì)中，但暗反應(yīng)中酶的種類(lèi)和數(shù)量多。4、若同一種植物處于兩種不同的情況下進(jìn)行光合作用。甲：一直光照10分鐘；乙：光照5秒，黑暗5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機(jī)物：甲乙（填大于、小于或等于）（原因：）5、CO2中C進(jìn)入C3但不進(jìn)入C5，最后進(jìn)入（CH2O），C5中C不進(jìn)入（CH2O），可用證明小于暗反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)放射性同位素標(biāo)記法對(duì)點(diǎn)突破下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是[

]A．結(jié)構(gòu)A中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中的化學(xué)能

B．供給14CO2，放射性出現(xiàn)的順序?yàn)镃O2→C3→甲

C．結(jié)構(gòu)A釋放的氧氣可進(jìn)入線粒體中

D．如果突然停止CO2的供應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)C3的含量將會(huì)增加D（2008年海南生物，2）關(guān)于葉綠體色素在光合作用過(guò)程中作用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.葉綠體色素與ATP的合成有關(guān)B.葉綠體色素參與ATP的分解C.葉綠體色素與O2和［H］的形成有關(guān)D.葉綠體色素能吸收和傳遞光能

B

對(duì)點(diǎn)突破光照強(qiáng)度a點(diǎn)：表示黑暗條件下細(xì)胞呼吸所釋放的CO2量。b點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)，光合作用吸收的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量相等。c點(diǎn)：所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)，c點(diǎn)后光合速率不再增加的限制性因素可能是CO2的濃度、溫度等。應(yīng)用：通過(guò)輪作等方法延長(zhǎng)光合作用時(shí)間，溫室大棚適當(dāng)提高光照強(qiáng)度可以增加光合作用強(qiáng)度。CO2濃度ABCCO2吸收量CO2釋放量二氧化碳濃度A點(diǎn)：表示細(xì)胞呼吸所釋放的CO2量B點(diǎn)：CO2補(bǔ)償點(diǎn)，光合作用吸收的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量相等C點(diǎn)：所對(duì)應(yīng)的CO2

濃度為CO2飽和點(diǎn)，C點(diǎn)后光合速率不再增加的限制性因素可能是光照強(qiáng)度、溫度等。應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)適當(dāng)提高室內(nèi)CO2的濃度CO2濃度溫度溫度主要是通過(guò)影響與光合作用有關(guān)酶的活性影響而影響光合速率。最適溫度條件下，酶的活性最高，光合作用最強(qiáng)應(yīng)用：增加晝夜溫差，保證植物有機(jī)物的積累礦質(zhì)元素B點(diǎn)：最適濃度，超過(guò)最適濃度，甚至由于滲透失水反而使光合作用速率下降。應(yīng)用：合理施肥.水水是光合作用的原料，缺水既可以直接影響光合作用，又會(huì)導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉，影響CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞，間接影響光合作用。應(yīng)用：合理澆灌多因子分析PQ100C200C300CPQ低光強(qiáng)中光強(qiáng)高光強(qiáng)PQ低CO2濃度中CO2濃度高CO2濃度P點(diǎn)：在此點(diǎn)之前，限制光合作用速率的因素為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著該因子的不斷加強(qiáng)，光合速率不斷提高。Q點(diǎn)：此點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素不再是影響光合速率的因子，影響因素為坐標(biāo)圖中三條曲線所表示圖中三條曲線所表示出的其他因素。葉齡葉片由小到大的過(guò)程中，葉面積逐漸增大，葉肉細(xì)胞中葉綠體逐漸增多，光合作用速率不斷增加。A點(diǎn)以后，葉片面積和光合色素等達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，光合作用速率也基本穩(wěn)定。B點(diǎn)以后，隨葉片衰老，部分色素遭到破壞，光合速率有所下降。遺傳因素光強(qiáng)陽(yáng)生植物陰生植物光飽和點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)CO2CO2吸收釋放不同植物的遺傳特性不同，利用光能的能力不同，如陰生植物與陽(yáng)生植物，C3植物與C4植物等。從圖可以看出，陰生植物與陽(yáng)生植物相比，其光補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)均較低。對(duì)點(diǎn)突破（2011安徽皖南六校聯(lián)考）科學(xué)家研究小麥20OC時(shí)光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，得到如圖曲線。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A、在25OC條件下研究時(shí)，cd段位置會(huì)下移B、a點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體C、其他條件適宜，當(dāng)植物缺Mg時(shí)，b點(diǎn)將向右移動(dòng)D、c點(diǎn)之后小麥光合作用強(qiáng)度不再增加可能與葉綠體中酶的濃度有關(guān)。思維點(diǎn)撥當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)光補(bǔ)償點(diǎn)和光